[发明专利]一种桥梁缆索腐蚀全天候在线监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种桥梁缆索腐蚀全天候在线监测系统及方法，监测系统包括：一体化通讯箱和监测集成盒，监测集成盒贴合在缆索的无防护涂层处，一体化通讯箱与监测集成盒电性连接，进行信号数据采集。本发明可全天候在线实时监测桥梁缆索腐蚀速率状态，实现对桥梁缆索服役过程中腐蚀数据的在线采集。

技术领域

本发明属于桥梁腐蚀防护技术领域，更具体的说是涉及一种桥梁缆索腐蚀全天候在线监测系统及方法。

背景技术

缆索(主缆、吊索、斜拉索)是悬索桥/斜拉桥的主要受力构件，承受桥梁的全部荷载，且在大桥的整个使用期内不易更换。在大气腐蚀环境和荷载作用下，随着时间的推移，缆索钢丝及其防护层不可避免地产生腐蚀与损伤，缩短桥梁的使用寿命，更使得桥梁的安全可靠性评价出现困难。因此，为保障桥梁的结构安全及预防运营事故的发生，有必要对桥梁缆索进行腐蚀在线监测，从而保障桥梁的全寿命安全。

早期对桥梁缆索检测主要以人工观察为主，高空作业严重威胁技术人员的生命安全，且受主观影响较大。此外，磁漏检测方法在理论上尚不完善，且在定量检测上存在困难。当缆索内部钢丝表面存在原始缺陷，基于超声波检测方法同样存在较大误差。上述两种检测方案均需人工高空作业，且为桥梁运行周期性维养检测，难以实现全天候在线监测。

因此，如何提供一种桥梁缆索腐蚀全天候在线监测系统及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种桥梁缆索腐蚀全天候在线监测系统及方法，可全天候在线实时监测桥梁缆索腐蚀速率状态，实现对桥梁缆索服役过程中腐蚀数据的在线采集。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种桥梁缆索腐蚀全天候在线监测系统，包括：一体化通讯箱和监测集成盒，所述监测集成盒贴合在缆索的无防护涂层处，所述一体化通讯箱与所述监测集成盒电性连接，进行信号数据采集。

优选的，所述所述监测集成盒设置于气夹内，所述气夹上安装有气密防水头，所述一体化通讯箱与所述监测集成盒连接的导线穿过所述气密防水头。

优选的，所述气夹设置于所述缆索进气点与所述缆索排气点位置处。

优选的，所述一体化通讯箱集避雷器、空开、电力载波通讯模块、开关电源、电阻腐蚀监测仪、温湿度监测仪于一体。

优选的，所述监测集成盒上设置有温湿度传感器、腐蚀金属丝和参考金属丝，所述温湿度传感器和所述腐蚀金属丝均露于所述监测集成盒的外侧，所述参考金属丝内嵌于所述监测集成盒内。

优选的，所述温湿度监测仪用于采集所述温湿度传感器的信号，所述电阻腐蚀监测仪用于采集腐蚀金属丝和参考金属丝的信号，并将采用的信号通过电力载波通讯模块传输至桥梁管养中心。

一种桥梁缆索腐蚀全天候在线监测方法，将监测集成盒贴合在缆索的无防护涂层处，一体化通讯箱布置在缆索的扶手绳上，并将所述一体化通讯箱与所述监测集成盒电性连接，进行信号数据采集，实现对梁缆索腐蚀全天候在线监测，设置多个腐蚀监测点进行全方位监测。

优选的，通过一体化通讯箱内的电阻腐蚀监测仪检测外漏于监测集成盒的腐蚀金属丝的电阻值R_x以及内嵌于监测集成盒的参考金属丝的电阻值R_f，通过一体化通讯箱内的温湿度监测仪采集外漏于监测集成盒的温湿度传感器的信号。

优选的，腐蚀金属丝的电阻值R_x与参考金属丝的电阻值R_f的比值λ(t)满足：

其中，L_x为腐蚀金属丝的长度，L_f为参考金属丝的长度；r_x(t)为腐蚀金属丝的半径，r_f为参考金属丝的半径；t为测量时的时刻；